專利名稱：分析用具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過毛細管力使試樣移動的多個流路彼此之間通過共 通流路連通的分析用具。
背景技術：
作為試樣的分析方法，例如具有通過光學方法對使試樣與試劑反 應時的反應液進行分析的方法。在通過該方法對試樣進行分析時，要 使用提供反應場的分析用具。分析用具安裝在用于分析反應液的分析 裝置上進行使用。并且，在分析微量試樣時，作為分析用具使用形成 細微流路的所謂的微型裝置。如圖7所示，作為微型裝置9具有將通過毛細管力使試樣移動的 多個流路卯配置成放射狀的裝置(例如參照專利文獻1)。在該微型裝 置9中，設置有從各流路卯的中途分叉出的分支流路91，同時多個 流路90在端部(試樣流動方向的下游側)與園環(huán)狀的共通流路92連 通。分支流路91可與外部連通，通過使分支流路91的內(nèi)部與外部連 通，如圖8A所7g，試樣流入分支流路91，在流路卯中試樣移動到反 應部93 (設置試劑部的部分)之前(分叉部分)。另一方面，共通流路 92也可以與外部連通，通過排出其內(nèi)部的氣體，如圖犯所示，使試 樣同吋導入多個流路卯的反應部93中，在反應部93中可以使試樣與 試劑發(fā)生反應。但是，當對微型裝置9設置多個流路卯時，由于在各流路90的 容積(橫截面積)等上產(chǎn)生制造上的偏差，所以在每個流路卯中試樣 移動逨度也產(chǎn)生偏差。因此，具有在試樣移動速度大的流路90中，試 樣先到達共通流路92，而堵塞共通流路92的情況。在產(chǎn)生這種情況吋， 在試樣移動速度小的流路中，作用的毛細管力變小，在對反應部93供 給充分量的試樣之前，試樣的移動就停止了，或者流入反應部93中的 試樣的速度明顯減小。其結果，在試樣移動速度小的流路卯中，測量精度降低。尤其是，在微型裝置9中，由于流路卯細微化，所以制造 上的偏差對試樣的移動速度影響較大，存在先前說明的問題更加顯著 的傾向。專利文獻1:日本特開2Q04—117178號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題是在通過毛細管力使試樣移動的多個流路彼此之間 通過共通流路連通的分析用具中，抑制試樣流入共通流路，并且提高 測設精度。本發(fā)明提供一種分析用具，其具有用于檢測試樣中所包含的特定 成分的檢測單元，并且具有通過毛細管力使試樣移動的多個流路，和 連通上述多個流路彼此之間的共通流路，其特征在于上述各流路具 有用于抑制試樣流入上述共通流路的止水部。止水部以例如通過使目標部分的與試樣的流動方向垂直的方向的 橫截面積與該目標部分附近不同從而抑制試樣的移動的方式構成。止水部可以包括1個或者多個llll部，此時，在凹部與上述I3標部 分附近之間設置有臺階差。止水部可以通過吸水性物質(zhì)，或者通過對目標部分實施防水處理 來設置。優(yōu)選吸水性物質(zhì)被配置在凹部上，作為吸水物質(zhì)例如可以使用多 孔性吸水部件，水膨脹性高分子材料、或者水硬化性高分子材料。 優(yōu)選對凹部的內(nèi)面實施防水處理。各流路構成為例如包括具有上述檢測單元的主流路，和在與檢測 單元相比的試樣的流動方向的上游側，從主流路分叉出的分支流路。本發(fā)明涉及的分析用具構成為例如主流路不與共通流路連通，同 吋分支流路與共通流路連通，此時，優(yōu)選將止水部設置在分支流路上。分支流路不:共通流路連通，此:r優(yōu)選止水^"置在主:流路上:檢測單元的下游側。多個流路例如被設置成放射狀，此時構成為，主流路或者分支流排出分支流路內(nèi)部氣體的分支流路用排氣口 ，共通流路具有與主流路 用排氣口或者分支流路用排氣口設置在相同的圓周上、并且用于排出 共通流路內(nèi)部的氣體的共通流路用排氣口。例如通過密封材料封閉主 流路用排氣口或者分支流路用排氣口以及共通流路用排氣口 。本發(fā)明的分析用具具備例如主流路設置在與檢測單元設置相比試 樣流動方向的上游側，并且設置有試劑層的試劑單元，分支流路在檢 測單元與試劑單元之間被分叉。在這種情況下，在檢測單元上設置有包括顯色試劑的追加的試劑層，試劑層具有用于在顯色試劑與試樣之 間進行電子接受與送出的電子傳遞物質(zhì)。


圖1為本發(fā)明第一實施方式涉及的微型裝置的平面圖。圖2為圖1所示的微型裝置中的基板的平而圖。圖3A是沿著圖1的IIIa—IIIa線的截面圖，圖3B為沿著圖的IIIb一IIIb線的截面圖，圖3C為沿著圖1的IIIc-lllc線的截面圖。 圖4為用于說明圖1所示的微型裝置的作用的模式圖。 圖5為本發(fā)明笫二實施方式涉及的微型裝置中的基板的平面圖。 圖6為用于說明圖5所示的微型裝置的作用的模式圖。 圖7為用于說明現(xiàn)有的微型裝置的一個例子的微型裝置中的基板的平面圖。圖8為用于說明圖7所示的微型裝置的作用的模式圖。符號說明1、1'微型裝置(分析用具)21、21'流路22共通流路24、24'分支流路25第一試劑單元(試劑單元)26第二試劑單元(檢測單元)27第一試劑層(試劑層)28第二試劑層(追加的試劑層)29、29'止水部31 主流路用排氣口32 共通流路用排氣口33 (主流路用排氣口的)密封材料34 (共通流路用排氣口的)密封材料 35' 分支流路用排氣口36' (分支流路用排氣口的)密封材料具體實施方式
以下，作為第—'以及第二實施方式參照附圖對本發(fā)明進行說明。 首先，參照圖1 圖4對本發(fā)明第一實施方式涉及的微型裝置進行 說明。圖1 圖3所示的微型裝置1是在通過光學方法對試樣進行分析吋 使用的裝置，并且，是安裝在分析裝置(圖示省略)上使用的裝置。 該微型裝置1是一次性裝置，具備基板2和罩3?；?整體上形成為圓盤狀，具有受液部20、多個流路2、以及 4個共通流路22。受液部20是用于保持導入各流路21的試樣的部件，在基板2的 中央部形成為圓柱狀的凹部。多個流路21整體上設置成放射狀，被分成與共通流路21的數(shù)量 對應的4個組。各流路21用于通過毛細管力使試樣移動，具有主流路 23以及分支流路24。如圖3A詳細所示，主流路23包括相當于從受液部20到分叉部分 23A之間的上游部分23B,和相當于從分叉部分23A到共通流路22前 面為止的下游部分23C。上游部分23B具有第一試劑單元25，在該第一試劑單元25上設 置有第一試劑層27。第一試劑層27包含例如電子傳遞物質(zhì)以及氧化還 原酶，形成為在與試樣接觸時溶解的固體狀。下游部分23C具有第二試劑單元26，在該第二試劑單元26上設 置有第二試劑層28。第二試劑層28包含例如與試樣中的特定成分反應 而顯色的顯色劑，形成為在與試樣接觸時溶解的固體狀。此外，電子傳遞物質(zhì)、氧化還原酶以及顯色劑，例如對應要分析的特定成分的種類，可以從公知的物質(zhì)中選擇使用，此外應包含在第—以及第二試劑層27、 28中的試劑并不限定于例示的物質(zhì)，可以進行 各種變更。分支流路24用于實現(xiàn)向第一試劑單元23供給試樣，而不向第二 試劑單元供給試樣的狀態(tài)，其在位于第一試劑單元23和第二試劑單元 24之間的分叉部分23A，從主流路21分叉出來。該分支流路24與共 通流路22連通，通過將共通流路22的氣體排出到外部，從而使毛細 管力起作用。在分支流路24的中途設置有3個止水部29。各止水部29用于使分支流路24中的試樣的移動停止。止水部29 形成為其與流動方向垂直的垂直方向的截而積比分支流路24的其它部分大的大致呈圓柱狀的凹部。更具體地說，止水部29的上述垂直方向 上的楨截面的高度尺寸與寬度尺寸比分支流路24中的止水部29以外 的部分大。由此，在分支流路24的中途存在設置有臺階差、且寬度尺 寸擴大的區(qū)域。其結果，通過設置止水部29，可以在臺階差等處抑制 流過分支流路24的試樣的移動。此外，作為止水部29在設置臺階差的結構(使橫截面積變化的結 構)的基礎上，或者代替設置臺階差的結構，可以釆用在分支流路24 上配置吸水性物質(zhì)的結構，對分支流路24的內(nèi)面進行局部防水處理的 結構。即，止水部29只耍是在試樣到達之前容許氣體移動，并在試樣 到達時使試樣的移動停止的結構即可，并且止水部29的數(shù)量也不限于 3個，只要是在可以達到所期望的目的的范囤內(nèi)，也可以是除此之外的 數(shù)量。在此，作為本發(fā)明止水部29可以采用的吸水性物質(zhì)，例如除了多 孔性吸水部件之外，可以例舉水膨脹性或者水硬化性高分子材料。作 為多孔性吸水部件例如可以例舉發(fā)泡體(海綿)、紡織品、織布、非織 布、紙。作為水膨脹或者水硬化性高分子材料除了吸水性聚合物、明 膠等水溶性蛋白質(zhì)、水膨脹丙烯酸、以及水硬化丙烯酸之外，可以使 用CMC、 CMC^Na、聚氧化乙烯、以及它們的交聯(lián)物質(zhì)。另一方面，作為防水處理可以采用公知的各種方法，典型地可以 釆用氟系樹脂的樹脂涂層處理。在排出分支流路24內(nèi)部的氣體時使用各共通流路22，其與后述的共通流路用排氣口 32連通。各共通流路22形成為沿著基板2的圓周 延伸的圓弧狀。具有以上說明的結構的基板2可以通過樹脂成型來形成，上述樹 脂成型使用了例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等的丙烯酸系樹脂或 者聚二甲基硅氧烷(PDMS)那樣的透明樹脂材料。即，受液部20、 多個流路21、以及共通流路22能夠通過設計模具的形狀，在上述樹脂 成型時同時制成。如圖1以及圖3所示，罩3整體上形成為透明的圓盤狀，具有試 樣導入口 30、多個主流路用排氣口 31、以及4個共通流路用排氣口 32。在導入試樣時使用試樣導入口30,其形成為貫穿孔。在罩3的中 央部，以位于基板2的受液部20的正上方的方式形成試樣導入口 30。各主流路用排氣口 31用于排出主流路21的下游部分23C內(nèi)部的 氣體，形成為貫穿孔。各主流路用對夂氣口31以位于基板2上的對應的 主流路21的下游端部的正上方的方式形成。其結果，多個主流路用排 氣口 31被設置成位于相同的圓周上。各主流路用排氣口 31通過密封 材料33封閉上部開口。各共通流路用排氣口 32作為與對應的各共通流路22連通的貫穿 孔形成在與上述主流路用排氣口 31相同的圓周上。通過密封材料34 封閉各共通流路用排氣口 32的上部開口。具有以上結構的罩3可以通過使用與基板2相同的透明樹脂材料 的樹脂成型來形成。即，試樣導入口30、多個主流路用排氣口31以及 4個共通流路用排氣口 32可以在上述樹脂成型時同時制成。接著，對使用微型裝置1的試樣的分析方法進行說明。在進行試樣分析時，首先通過試樣導入口 30將試樣S供給到微型 裝置1。由于微型裝置1的各主流路用以及分支流路用排氣口 31、 32 被密封材料33、 34封閉，所以如圖4A所示，試樣S被保持在受液部 20上，但是， 一部分試樣S侵入到主流路21中。接著，在密封材料34上形成開口，使共通流路用排氣口32開放， 由此，在流路21中，主流路21的相對于分叉部分23A的上游部分23B 和分支流路24的內(nèi)部通過共通流路22與外部連通。因此，在與相同 的共通流路22連通的流路21上，毛細管力對上游部分23B以及分支流路24作用，對于這些流路21 ，受液部20的試樣S經(jīng)由上游部分23B 同時導入分支流路24中。被導入分支流路24中的試樣通過設置在分 支流路24上的3個止水部29的任何一個使其行進停止。由此，使主 流路21中試樣的移動停止，另一方面，抑制導入分支流路24的試樣 流入共通流路22中。此外，對止水部29中的光量進行監(jiān)測，根據(jù)光 量的變化可以檢測液體到達止水部29。另一方面，上游部23B具有設置第一試劑層27的第一試劑單元 25,因此通過將試樣導入上游部分23B而使第一試劑層27溶解從而獲 得第一試劑液。此時，在第一試劑層27包含電子傳遞物質(zhì)以及寧t化還 原酶的情況下，通過氧化還原酶從試樣的特定成分中取出電子，將其 供給到電子傳遞物質(zhì)。艮卩，第一試劑單元25的第一試劑液為容易與第 二試劑單元26的第二試劑層28所包含的試劑發(fā)生反應的物質(zhì)。接著，在多個密封材料33上形成開口，使主流路用排氣口31開 放。在此，在對止水部29中的光量的變化進行監(jiān)測的情況下，從檢測 止水部29中光量的變化開始經(jīng)過一定時間之后，在密封材料33上形 成開口，山此可以對試劑的反應時間進行管理。多個密封材料33 (主 流路用排氣口 31)被設置在與密封材料33 (共通流路用排氣口 32)相 同的的圓周上。因此，對于密封材料33上的幵口的形成，例如可以使 微型裝置1每隔規(guī)定的角度旋轉，同時能夠利用為了在密封材料34形 成開口而使用的機構來依次進行。例如，在通過對密封材料33、 34實 施激光照射來形成開口吋，為了在密封材料33、 34上形成開口，可以 使用相同的激光二極管。當然，也可以通過使用多個激光光源，對與相同的共通流路22連 通的多個密封材料33同時形成開口。此外，對于密封材料33、 34上 的開口的形成，也可以采用使用穿刺針狀部件的方法等的使用激光方 法的以外的方法。在開放了主流路用排氣口 31的情況下，使對應的主流路21的下 游部分23C與主流路用排氣口 31連通。其結果，毛細管力對主流路 21的上游部分23B作用，并且使在上游部分23B停止移動的試樣(第 —試劑液)再次在下游部分23C中移動。由此，第二試劑單元26被試 樣(第一試劑液)填滿，使第二試劑單元26中的第二試劑層28溶解，從而獲得第二試劑液，該第二試劑液中的特定成分(例如電子傳遞物質(zhì))與第二試劑層28中所包含的試劑(例如顯色劑)進行反應。另一方面，當從第二試劑單元26中的反應開始經(jīng)過了一定時間時， 按照預先規(guī)定的順序，對第二試劑單元26進行測光，根據(jù)該測光結果， 例如對試樣中的特定成分的濃度進行計算。在微型裝置1中，可以對如上所述的導入流路21的試樣被導入共 通流路22中的情況進行適當?shù)匾种啤Ｒ虼?，即使在微型裝置l中的多 個流路21的容積(橫截面積)等方面存在制造上的偏差時，也能夠抑 制由于該偏差的原因而使在各流路21中作用的毛細管力降低。其結果， 在對第二試劑單元26供給充分量的試樣之前不會使試樣的移動停止， 或者不會使流入第二試劑單元26的試樣的速度明顯減小。因此，在微 型裝置中，在將流路21細微化的微型裝置l中，即使流路21存在 制造上的偏差，也可以抑制該偏差對試樣的分析精皮帶來影響，可以 充分提高分析精度的可靠性。接著，參照圖5和圖6對本發(fā)明的第二實施方式涉及的微型裝置 進行說明。在這些圖中，對與木發(fā)明的第一實施方式的微型裝置相同 的部分賦予相同的符號，并在下述中省略貫復說明。圖5以及圖6所示的微型裝置1'在具有流路21'以及共通流路 22方面，與先前說明的本發(fā)明的第一實施方式涉及的微型裝置1相同， 但是，與該微型裝置1 (參照圖1至圖4)相比，流路21'的結構不同。流路21'與先前說明的本發(fā)明的第一實施方式涉及的微型裝置1 (參照圖1至圖4)相同，具有主流路23'以及分支流路24'。主流路23'在下游端與共通流路22連通，在該主流路23'上， 在第二試劑單元26與共通流路22之間設置有2個止水部29'。各止水部29'形成為其在與流動方向垂直的垂直方向的橫截面積 比主流路23'中的第二試劑單元26與共通流路22之間的部分大的圓 柱狀的凹部。即，在主流路23'中的第二試劑單元26與共通流路22 之間存在設置有臺階差、且寬度尺寸擴大的區(qū)域。設置有臺階差。此 外，作為止水部29'在設置有臺階差等的結構(使橫截面積變化的結 構)的基礎上，或者取代設置臺階差的結構，可以采用在分支流路24' 上配置吸水性物質(zhì)的結構、對分支流路24'的內(nèi)面進行局部防水處理的結構。此外，止水部29'的數(shù)量并不限于l個，只要是在可以達到 目的的范圍，能夠選擇除此之外的數(shù)量。分支流路24'不與共通流路22連通，而與分支流路用排氣口35' 連通。分支流路用排氣口 35'與共通流路用排氣口 32設置在相同的圓 周上，并且，通過密封材料36'封閉。在使用該微型裝置l'進行試樣的分析的情況下，首先，如圖6A 所示，通過試樣導入口 30將試樣導入受液部20，然后，在密封材料 36'上設置開口。此時，主流路21的上游部分23B和分支流路24通 過分支流路用排氣口 35'與外部連通。由此，如圖6A所7 ，在將試 樣導入上游部23B以及分支流路24的同吋，在第一試劑單元25中第 --試劑層27溶解。接著，在密封材料34上形成開口使共通流路用排氣口 32開放。 由此，在與共通流路22連通的同組的主流路23'中，下游部分23C' 通過共通流路22與外部連通。其結果，如圖6C所示，試樣從主流路 23'的分叉部分23A'向第二試劑單元26移動，在同組的流路21'中， 試樣被同時導入第二試劑單元26中。試樣的移動在設置于第二試劑單 元26和共通流路22之間的止水部29'處停止。由此，可以抑制試樣 進入共通流路22中。因此，即使在微型裝置l'中，也能夠與本發(fā)明 的第--實施方式的微型裝置1 (參照圖1至圖4)相同，試樣不會進入 共迎流路22中，而將試樣充分導入第二試劑單元26中，可以提高分 析精度。當然，本發(fā)明并不限定于上述第一和第二實施方式，可以進行各 種設計變更。例如，本發(fā)明也可以適用于省去第一試劑單元25，而只 山第二試劑單元26構成的分析用具。進一步地，本發(fā)明并不限定于用 于通過光學方法對試樣進行分析的分析用具，即使對構成為通過電化 學方法進行試樣分析的分析用具也可以適用。
權利要求
1.一種分析用具，其特征在于，包括用于檢測試樣中所包含的特定成分的檢測單元，并且通過毛細管力使試樣移動的多個流路，和連通所述多個流路彼此之間的1個以上的共通流路，其中，所述各流路具備用于抑制試樣流入所述共通流路的止水部。
2.如權利耍求1所述的分析用具，其特征在于:截面積與i
3.如權利耍求2所述的分析用具，其特征在于所述止水部包括一個或者多個凹部，在所述凹部與所述目標部分附近之間設置有臺階差。
4.如權利要求1所述的分析用具，其特征在于: 所述止水部包含吸水性物質(zhì)。
5.如權利要求4所述的分析用具，其特征在于-所述止水部包括一個或多個凹部， 所述吸水性物質(zhì)被配置在所述凹部上。
6. 如權利要求4所述的分析用具，其特征在于 所述吸水性物質(zhì)是多孔性吸水部件，水膨脹性高分子材料、或者是水硬化性高分子材料。
7. 如權利要求1所述的分析用具，其特征在于 通過對目標部分實施防水處理來設置所述止水部。
8. 如權利要求7所述的分析用具，其特征在于所述止水部包括一個或者多個凹部， 對所述凹部的內(nèi)面實施所述防水處理。
9.如權利要求l所述的分析用具，其特征在于 所述各流路包括具有所述檢測單元的主流路；和在與所述檢測單元相比的試樣的流動方向的上游側，從所述主流路分叉出的分支流路。
10.如權利要求9所述的分析用具，其特征在于 所述主流路不與所述共通流路連通，另一方面，所述分支流路與 所述共通流路連通，并且，所述止水部被設置在所述分支流路上。
11.如權利耍求10所述的分析用具，其特征在于 所述多個流路被設置成放射狀，并且，所述主流路具有用于排出所述檢測單元內(nèi)部的氣體的主流路用排 氣口，所述共通流路具有與所述主流路用排氣口設S在相同的圓周上、
12. 如權利耍求I1所述的分析用具，其特征在于 通過密封材料封閉所述主流路用和共通流路用排氣口 。
13. 如權利耍求10所述的分析用具，其特征在于-所述主流路具備設置在與所述檢測單元相比試樣流動方向的上游側，并且設置有試劑層的試劑單元，
14.如權利要求13所述的分析用具，其特征在于-在所述檢測單元上設置有包含顯色試劑的追加的試劑層， 所述試劑層包含在所述顯色試劑與試樣之間進行電子接受與送出 的電子傳遞物質(zhì)。
15. 如權利要求9所述的分析用具，其特征在于 所述主流路與所述共通流路連通，另一方面，所述分支流路不與所述共通流路連通，并且，所述止水部設置在所述主流路上的所述檢測單元的下游側。
16. 如權利要求15所述的分析用具，其特征在于 所述多個流路被設置成放射狀，并且，所述分支流路具有用于排出該分支流路內(nèi)部的氣體的分支流路用 排氣口，所述共通流路具有，與所述分支流路用排氣口設置在相同的圓周 上，并且用于排出所述共通流路內(nèi)部的氣體的共通流路用排氣口 。
17.如權利要求16所述的分析用具，其特征在于 通過密封材料封閉所述分支流路用以及共通流路用排氣口 。
18. 如權利要求15所述的分析用具，其特征在于側，并且設一i有試4-的試^ij'單元，4 "'—"、、、所述分支流路在所述檢測單元與所述試劑單元之間分叉出來。
19. 如權利要求18所述的分析用具，其特征在于 在所述檢測單元上設置有包含顯色試劑的追加的試劑層， 所述試劑層包含在所述顯色試劑與試樣之間進行電子接受與送出的電子傳遞物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分析用具，其具有用于檢測試樣中所包含的特定成分的檢測單元(26)，并且具有通過毛細管力使試樣移動的多個流路(21)，以及連通多個流路(21)彼此之間的共通流路(22)。各流路(21)具有用于抑制試樣流入共通流路(22)中的止水部(29)。優(yōu)選止水部(29)以使目標部分的與試樣的流動方向垂直的方向的橫截面積與該目標部分的附近不同從而抑制試樣的移動的方式構成。
文檔編號G01N37/00GK101233412SQ20068002739
公開日2008年7月30日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權日2005年7月29日
發(fā)明者松本大輔 申請人:愛科來株式會社